鐵素體不銹鋼一般情況下是穩定的單相鐵素體組織，加熱和冷卻不發生相變，所以，鐵素體不(bu)銹鋼熱處理的目的不是改變組織，而是要消除或減弱在各生產工序中可能產生的第二相及其帶來的不利影響，這些影響大概可以包括以下幾個方面。
1. σ相脆性
鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)(gang)，特別是高(gao)(gao)鉻鐵(tie)素(su)體不銹鋼(gang)(gang)是容易生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)σ 相的(de)鋼(gang)(gang)種。σ 相的(de)形成(cheng)(cheng)與鋼(gang)(gang)的(de)成(cheng)(cheng)分、組織、加(jia)(jia)熱(re)溫度、預先冷加(jia)(jia)工等(deng)因素(su)有關。含鉻量越高(gao)(gao)越易生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)σ相，硅(gui)、鎳、錳、鉬促進(jin)σ 相生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)，碳、氮(dan)有抑制σ相生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)的(de)作用，通(tong)常在(zai)540~815℃加(jia)(jia)熱(re)就會(hui)產生(sheng)(sheng)σ相，在(zai)700~800℃加(jia)(jia)熱(re)，σ 相生(sheng)(sheng)成(cheng)(cheng)速度最快。
σ 相(xiang)是(shi)富鉻的(de)金屬間化(hua)合(he)物，是(shi)一種硬而脆的(de)相(xiang)。所以，σ 相(xiang)的(de)存(cun)(cun)在會(hui)使(shi)鋼變脆，其通常是(shi)在鐵素體(ti)晶界處(chu)析出，還會(hui)降低鋼的(de)耐腐蝕性能。使(shi)用鐵素體(ti)不(bu)銹鋼時，應盡量減(jian)少(shao)σ 相(xiang)的(de)存(cun)(cun)在。
σ 相(xiang)(xiang)的生成是可逆的。把鋼加熱(re)到(dao)高于σ 相(xiang)(xiang)生成溫(wen)度范圍，σ 相(xiang)(xiang)便(bian)會重(zhong)新溶(rong)解到(dao)固溶(rong)體中，減少對(dui)鋼的危害。通(tong)常把鋼加熱(re)到(dao)900℃以上(shang)即可消除σ 相(xiang)(xiang)。
在有些特定的使用(yong)環境(jing)中，如用(yong)于靜載(zai)荷或摩擦條件(jian)下，可利用(yong)σ 相對(dui)鋼起到的強(qiang)化作用(yong)，提高使用(yong)效果。
2. 475℃脆性
鐵素體不銹鋼在400~500℃長時間加熱后，會表現出強度升高、韌性大幅度下降的特征，因其在475℃左右表現最明顯，故常稱為475℃脆性。鐵素體不銹鋼的這種脆性傾向，隨鋼中含鉻量的提高而增大，產生脆性的溫度也隨含鉻量增高而移向較高的溫度。
研究表明(ming)，鐵素體不(bu)銹鋼在400~500℃這個溫度(du)(du)區間長時間加熱(re)過程(cheng)中，鐵素體內的(de)鉻原(yuan)子(zi)將重(zhong)新排列(lie)，形成許多富鉻的(de)小區域，它們與母相共格，引起點(dian)陣畸變(bian)和內應力(li)，從而使鋼的(de)強度(du)(du)升(sheng)高，韌性降(jiang)低(di)，見圖2-2。
同(tong)時，晶體內(nei)既然(ran)形成了富(fu)鉻(ge)區，也必然(ran)存在(zai)貧鉻(ge)區，又加之(zhi)有內(nei)應力存在(zai)，使鋼(gang)的耐腐蝕性也會降低(di)。見(jian)圖2-3。
鐵(tie)素體(ti)不銹(xiu)鋼高于(yu)700℃溫度加(jia)熱時，由于(yu)鉻原子重新排列引起(qi)的畸(ji)變(bian)和(he)內(nei)應力會(hui)消除，所以，其帶來的對鋼的不利影響也(ye)隨之消除。即475℃脆性(xing)在高于(yu)這(zhe)個(ge)溫度進行加(jia)熱會(hui)被消除。
3. 高溫脆性
當(dang)鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不銹鋼中(zhong)含有一(yi)定量的碳、氮等間隙元素(su)(su)時，加(jia)熱(re)到(dao)950℃以上再冷卻下來，可使鋼在室溫(wen)下的塑性和韌性降低，呈現(xian)出明(ming)顯的脆(cui)性，一(yi)般稱為鐵(tie)素(su)(su)體(ti)不銹鋼的高溫(wen)脆(cui)性。這種現(xian)象經常發生在鑄件(jian)、焊接(jie)件(jian)以及(ji)在950℃以上加(jia)熱(re)的工件(jian)中(zhong)。
鐵素(su)體不(bu)(bu)銹鋼中高(gao)溫脆性產生的(de)原因，認為是自高(gao)溫冷卻下來的(de)過程(cheng)中，鋼中的(de)鉻與(yu)碳和氮形成化合物并在(zai)晶(jing)內(nei)和晶(jing)界析出的(de)結果。這種(zhong)析出物的(de)存在(zai)不(bu)(bu)僅降(jiang)低(di)鋼的(de)韌性，也(ye)降(jiang)低(di)鋼的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性。這種(zhong)不(bu)(bu)利影(ying)響不(bu)(bu)僅限制了鋼在(zai)高(gao)溫下的(de)使用(yong)，也(ye)對(dui)焊(han)接質量(liang)產生有害的(de)作用(yong)。
鐵素體不銹鋼(gang)(gang)的高溫脆性可(ke)以通過將鋼(gang)(gang)加熱(re)到(dao)750~850℃,然后以較快速度(du)冷(leng)卻(que)來消(xiao)除，使鋼(gang)(gang)的塑性得到(dao)恢復(fu)。
4. 晶間(jian)腐蝕
鐵素體不銹鋼也會產生晶間腐蝕。研究和實踐證明，鐵素體不銹鋼加熱到925℃以上，就是以較快速度冷卻到室溫，也將處于引起晶間腐蝕的敏化狀態。這點與奧氏體不銹鋼產生晶間腐蝕的條件是不同的。普通鐵素體不銹鋼焊接后，焊縫區，特別是緊鄰熔合線處即符合這種產生敏化的條件。
鐵素體不銹鋼產(chan)生晶間腐蝕的(de)(de)原因(yin)，認(ren)為是鋼從較(jiao)高溫度冷卻下來時，會有含鉻的(de)(de)碳化物和氮化物從晶間沉淀析出的(de)(de)結果。而在低于900℃溫度加(jia)熱冷卻后，晶間腐蝕傾(qing)向明(ming)顯減弱。這可從許(xu)多(duo)研究者的(de)(de)大量(liang)實驗結果得(de)到證(zheng)實，見表2-1。
通過研究(jiu)還(huan)證明，對于已經處(chu)于晶間(jian)腐(fu)蝕敏感狀態的鐵素體不銹鋼，一(yi)般經過700~800℃短時(shi)間(jian)加熱處(chu)理，便(bian)可減少或消除晶間(jian)腐(fu)蝕傾(qing)向，這一(yi)點也可從(cong)表2-1的實驗(yan)數據中得(de)到驗(yan)證。
對鐵(tie)素(su)體不銹鋼進(jin)行熱處理的(de)(de)出(chu)發(fa)點(dian)，就(jiu)是(shi)要消除或(huo)減少鋼中的(de)(de)σ相脆(cui)性(xing)、475℃脆(cui)性(xing)、高溫脆(cui)性(xing)和晶間腐蝕傾向存在(zai)而產生的(de)(de)不良效果，同時，盡量減少鑄造、焊接、冷加工等加工過程中產生的(de)(de)應(ying)力、應(ying)變(bian)。以保證鐵(tie)素(su)體不銹鋼在(zai)使(shi)用(yong)中具有(you)良好的(de)(de)韌(ren)性(xing)和耐腐蝕性(xing)能，使(shi)構件組(zu)織、形狀和尺寸穩定。
